JP5313817B2 - バンパーステイ - Google Patents
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Description
本発明は、車両用のバンパーステイに関する。
従来、自動車等の車体の前面及び後面には、衝突時の衝撃を吸収して、車体に伝達される衝撃エネルギーを緩和させるためにバンパー装置が設けられている。
そして、バンパー装置の内部には、強度補強部材としてのレインフォースメントが車両の幅方向に延在するように設けられている。そして、レインフォースメントは、車両の車体メンバーに固定されたバンパーステイを介して車体に取り付けられている。
そして、バンパー装置の内部には、強度補強部材としてのレインフォースメントが車両の幅方向に延在するように設けられている。そして、レインフォースメントは、車両の車体メンバーに固定されたバンパーステイを介して車体に取り付けられている。
上記バンパー装置は、バンパー装置に対して所定以上の衝撃力が作用したときに、バンパーステイとレインフォースメントとが塑性変形し衝撃エネルギーを吸収することにより、車体、及び乗員への衝撃力を緩和させ、保護する性能を有する。
上記バンパーステイは一般的に、レインフォースメント側に面するレインフォースメント側接触部と、車体メンバー側に面する車体メンバー側接触部と、上記レインフォースメント側接触部と上記車体メンバー側接触部とを結合する複数のリブとからなる構造を有している。
そして、衝撃吸収効果を向上させることを目的とした、バンパーステイの構造に関する様々な技術が報告されている（特許文献１〜３）。
そして、衝撃吸収効果を向上させることを目的とした、バンパーステイの構造に関する様々な技術が報告されている（特許文献１〜３）。
上記のようなバンパーステイにおいては、これまでの度重なる改善の過程を通して形状の変更が衝撃吸収効果に大きく影響することが判明している。したがって、更に形状に工夫を加えることによって、より一層衝撃吸収効果を高めることができる余地が残されている。また、バンパーステイを用いる自動車業界からも、バンパーステイの衝撃吸収効果の向上が望まれている。
本発明は、かかる従来の要望に鑑みてなされたものであって、より一層優れた衝撃吸収効果を得ることができるバンパーステイを提供しようとするものである。
本発明は、車両の車体メンバーとレインフォースメントとの間に配設されるバンパーステイであって、
上記レインフォースメント側を先端側、上記車体メンバー側を後端側とすると、上記バンパーステイは、上記レインフォースメントの後端側面に接触するレインフォースメント側接触部（以下、Ｒ側接触部という）と、上記車体メンバーの先端側面に接触する車体メンバー側接触部（以下、Ｓ側接触部という）と、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部とを連結する連結部とを有し、
上記Ｒ側接触部は、上記バンパーステイの幅方向両端に設けられ、取り付けの際に上記車体の幅方向外側（以下、外側という）に位置する第１Ｒ側接触部と、取り付けの際に上記車体の幅方向内側（以下、内側という）に位置する第２Ｒ側接触部とからなり、
上記Ｓ側接触部は、上記車体メンバーが有する２箇所の上記先端側面にそれぞれ対応し、外側に位置する第１Ｓ側接触部と、内側に位置する第２Ｓ側接触部とを有し、
上記連結部は、車両の略前後方向に延びた４枚のリブと、これらを先端側において連結するリブ連結板とからなり、
上記４枚のリブを、外側から順に第１リブ、第２リブ、第３リブ、第４リブとすると、
上記第１リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記第１Ｒ側接触部の内側端部において上記第１Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続され、
上記第４リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記第２Ｒ側接触部の外側端部において上記第２Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続され、
上記リブ連結板の両端は、該リブ連結板がレインフォースメントの後端側面と非接触となるように、上記第１リブの該第１リブと上記第１Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置、及び上記第４リブの該第４リブと上記第２Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置に接合され、
上記第２リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続され、
上記第３リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続され、
少なくとも上記第２リブ、上記第３リブ、及び上記第４リブは、途中で屈曲する屈曲点を有し、上記第２リブにおける上記屈曲点は、上記第１リブから離れる方向に突出するように屈曲し、上記第３リブの上記屈曲点と上記第４リブの上記屈曲点は、互いに離れる方向に突出するように屈曲していることを特徴とするバンパーステイにある（請求項１）。
上記レインフォースメント側を先端側、上記車体メンバー側を後端側とすると、上記バンパーステイは、上記レインフォースメントの後端側面に接触するレインフォースメント側接触部（以下、Ｒ側接触部という）と、上記車体メンバーの先端側面に接触する車体メンバー側接触部（以下、Ｓ側接触部という）と、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部とを連結する連結部とを有し、
上記Ｒ側接触部は、上記バンパーステイの幅方向両端に設けられ、取り付けの際に上記車体の幅方向外側（以下、外側という）に位置する第１Ｒ側接触部と、取り付けの際に上記車体の幅方向内側（以下、内側という）に位置する第２Ｒ側接触部とからなり、
上記Ｓ側接触部は、上記車体メンバーが有する２箇所の上記先端側面にそれぞれ対応し、外側に位置する第１Ｓ側接触部と、内側に位置する第２Ｓ側接触部とを有し、
上記連結部は、車両の略前後方向に延びた４枚のリブと、これらを先端側において連結するリブ連結板とからなり、
上記４枚のリブを、外側から順に第１リブ、第２リブ、第３リブ、第４リブとすると、
上記第１リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記第１Ｒ側接触部の内側端部において上記第１Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続され、
上記第４リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記第２Ｒ側接触部の外側端部において上記第２Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続され、
上記リブ連結板の両端は、該リブ連結板がレインフォースメントの後端側面と非接触となるように、上記第１リブの該第１リブと上記第１Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置、及び上記第４リブの該第４リブと上記第２Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置に接合され、
上記第２リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続され、
上記第３リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続され、
少なくとも上記第２リブ、上記第３リブ、及び上記第４リブは、途中で屈曲する屈曲点を有し、上記第２リブにおける上記屈曲点は、上記第１リブから離れる方向に突出するように屈曲し、上記第３リブの上記屈曲点と上記第４リブの上記屈曲点は、互いに離れる方向に突出するように屈曲していることを特徴とするバンパーステイにある（請求項１）。
上記バンパーステイは、上述の条件を全て具備する形状を有している。これにより、上記バンパーステイは、衝撃力が付与された際の、衝撃エネルギーを受け止めて、伝達することができ、かつ、エネルギー吸収の高い変形形態となり、優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
すなわち、レインフォースメントに衝撃力が作用すると、上記バンパーステイにおいては、衝撃エネルギーは、上記Ｒ側接触部を介して上記連結部へと伝達される。
そして、上記連結部は、上記４枚のリブと上記リブ連結板とからなる特定の構造を有することにより、リブに繋がる部分に作用するモーメントを軽減し、衝撃エネルギーを各リブに効率的に伝播させ、変形荷重を制御することができる。
そして、上記連結部は、上記４枚のリブと上記リブ連結板とからなる特定の構造を有することにより、リブに繋がる部分に作用するモーメントを軽減し、衝撃エネルギーを各リブに効率的に伝播させ、変形荷重を制御することができる。
また、リブに設けた屈曲点は変形の際の座屈基点となり、また、これらの屈曲点が上述したように、上記第２リブにおける上記屈曲点は、上記第１リブから離れる方向に突出するように屈曲し、上記第３リブの上記屈曲点と上記第４リブの上記屈曲点は、互いに離れる方向に突出するように屈曲しているため、上記連結部が略菱形状で折りたたまれていくように変形するパンタグラフ状変形に寄与する。上記連結部をパンタグラフ状に変形させることにより、局所的変形を防止し、連結部全体を変形させることができるため、衝撃エネルギーの高吸収を可能にすることができる。
また、第１リブ及び第４リブの先端側端部と上記Ｒ側接触部が略直交することにより、上記屈曲点に十分に変形荷重を与えることができ、上記連結部のパンタグラフ状変形に寄与する。
このような本発明特有の形状に基づく変形特性が総合的に機能し、後述する実施例にも示すごとく、従来よりも優れた衝撃吸収効果が得られるのである。
また、第１リブ及び第４リブの先端側端部と上記Ｒ側接触部が略直交することにより、上記屈曲点に十分に変形荷重を与えることができ、上記連結部のパンタグラフ状変形に寄与する。
このような本発明特有の形状に基づく変形特性が総合的に機能し、後述する実施例にも示すごとく、従来よりも優れた衝撃吸収効果が得られるのである。
このように、本発明によれば、優れた衝撃吸収効果を得ることができるバンパーステイを提供することができる。
本発明のバンパーステイは、上述したように、車両の車体メンバーとレインフォースメントとの間に配設されるバンパーステイであり、上記レインフォースメントの後端側面に接触するＲ側接触部と、上記車体メンバーの先端側面に接触するＳ側接触部と、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部とを連結する連結部とを有する。そして、上記バンパーステイは、車両の前方（フロント）側に配置される場合だけでなく、後方（リア）側に配置される場合もある。従って、上記バンパーステイが車両の前方側に配置される場合には、車体の前方側が上記バンパーステイの先端側となり、一方、上記バンパーステイが車両の後方側に配置される場合には、車体の後方側が上記バンパーステイの上記先端側となる。
上記バンパーステイは、アルミニウム合金よりなることが好ましく、アルミニウム合金の押出し材よりなることがより好ましい。また、アルミニウム合金の中でも、特に、４０００系、５０００系、６０００系、７０００系等のアルミニウム合金よりなることが好ましい。また、上記バンパーステイは、押出し材よりなることが好ましいが、溶接、鋳造、鍛造等、その他の加工方法を用いて作製してもよい。
また、上記バンパーステイは、車両への搭載と、衝突時の良好な変形形態の発生のため、車体幅方向の寸法（幅）は、１５０〜２５０ｍｍであり、車体前後方向の寸法（長さ）は４０〜１２０ｍｍであることが好ましい。
また、上記バンパーステイは、車両への搭載と、衝突時の良好な変形形態の発生のため、車体幅方向の寸法（幅）は、１５０〜２５０ｍｍであり、車体前後方向の寸法（長さ）は４０〜１２０ｍｍであることが好ましい。
また、上記Ｒ側接触部は、上記バンパーステイの幅方向両端に設けられ、取り付けの際に上記車体の幅方向外側に位置する第１Ｒ側接触部と、取り付けの際に上記車体の幅方向内側に位置する第２Ｒ側接触部とからなる。
上記レインフォースメントの後端側面に接触する面である上記Ｒ側接触部の先端側面は、上記レインフォースメントの後端側面の形状に対応した形状を有することが好ましい。
また、上記第１Ｒ側接触部と上記第２Ｒ側接触部の幅方向の長さは、バンパーレインフォースメントとバンパーステイとの組み立てを簡便なものとし、かつ、バンパーステイを軽量にするという理由により、１０〜５０ｍｍであることが好ましい。
上記レインフォースメントの後端側面に接触する面である上記Ｒ側接触部の先端側面は、上記レインフォースメントの後端側面の形状に対応した形状を有することが好ましい。
また、上記第１Ｒ側接触部と上記第２Ｒ側接触部の幅方向の長さは、バンパーレインフォースメントとバンパーステイとの組み立てを簡便なものとし、かつ、バンパーステイを軽量にするという理由により、１０〜５０ｍｍであることが好ましい。
また、上記Ｓ側接触部は、上記車体メンバーが有する２箇所の上記先端側面にそれぞれ対応し、外側に位置する第１Ｓ側接触部と、内側に位置する第２Ｓ側接触部とを有する。
押出し時の形状精度の得やすさから、上記第１Ｓ側接触部と上記第２Ｓ側接触部が連続する形状としてもよいが、軽量化の観点から、上記第１Ｓ側接触部と上記第２Ｓ側接触部は、不連続とすることが好ましい。
押出し時の形状精度の得やすさから、上記第１Ｓ側接触部と上記第２Ｓ側接触部が連続する形状としてもよいが、軽量化の観点から、上記第１Ｓ側接触部と上記第２Ｓ側接触部は、不連続とすることが好ましい。
上記第１リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記第１Ｒ側接触部の内側端部において上記第１Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続される。また、上記第４リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記第２Ｒ側接触部の外側端部において上記第２Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続される。
上記第１リブと上記第１Ｒ側接触部のなす角度、及び上記第４リブと上記第２Ｒ側接触部のなす角度が略直角とならない場合には、各リブへの衝撃エネルギーの伝達が良好に行われず、上記連結部全体の好ましい塑性変形が得られず、十分な衝撃吸収効果が得られないという問題がある。
上記第１リブと上記第１Ｒ側接触部のなす角度、及び上記第４リブと上記第２Ｒ側接触部のなす角度が略直角とならない場合には、各リブへの衝撃エネルギーの伝達が良好に行われず、上記連結部全体の好ましい塑性変形が得られず、十分な衝撃吸収効果が得られないという問題がある。
上記４枚のリブを先端側において連結する上記リブ連結板の両端は、該リブ連結板がレインフォースメントの後端側面と非接触となるように、上記第１リブの該第１リブと上記第１Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置、及び上記第４リブの該第４リブと上記第２Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置に接合される。
上記リブ連結板がレインフォースメントの後端側面と接触する場合には、振動により、異音が発生するという問題や、黒汁が発生するという問題がある。また、各リブへの衝撃エネルギーの伝達が良好に行われず、上記連結部全体の好ましい塑性変形が得られず、十分な衝撃吸収効果が得られないという問題がある。
上記リブ連結板がレインフォースメントの後端側面と接触する場合には、振動により、異音が発生するという問題や、黒汁が発生するという問題がある。また、各リブへの衝撃エネルギーの伝達が良好に行われず、上記連結部全体の好ましい塑性変形が得られず、十分な衝撃吸収効果が得られないという問題がある。
上記リブ連結板は、曲線状であっても、直線状であっても、折れ線状であってもよい。そして、上記リブ連結板は、上記レインフォースメントの後端側面の形状に沿った形状であることが好ましく、単一状で屈曲点のないことがより好ましい。
上記第２リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続される。また、上記第３リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続される。
上記第２リブ及び第３リブの先端側端部は、バンパーステイが強度を有するように、また、連結部が塑性変形する際に良好な形態となるように、バンパー装置の形状に応じて、上記リブ連結板の好ましい場所に接続すればよい。
上記第２リブ及び第３リブの先端側端部は、バンパーステイが強度を有するように、また、連結部が塑性変形する際に良好な形態となるように、バンパー装置の形状に応じて、上記リブ連結板の好ましい場所に接続すればよい。
また、少なくとも上記第２リブ、上記第３リブ、及び上記第４リブは、途中で屈曲する屈曲点を有しており、上記第２リブにおける上記屈曲点は、上記第１リブから離れる方向に突出するように屈曲し、上記第３リブの上記屈曲点と上記第４リブの上記屈曲点は、互いに離れる方向に突出するように屈曲している。
上記屈曲点の角度はバンパー装置の形状により変動する。
上記屈曲点の角度はバンパー装置の形状により変動する。
上記第２リブ、上記第３リブ、及び上記第４リブが屈曲点を有していない場合には、リブが塑性変形する際に、連結部の好ましい変形形態を得るための基点が得られず、局所的な変形等が発生し、衝撃吸収効果が低下するおそれがある。
また、上記第２リブにおける上記屈曲点が上記第１リブから離れる方向に突出するように屈曲していない場合や、上記第３リブの上記屈曲点と上記第４リブの上記屈曲点が互いに離れる方向に突出するように屈曲していない場合には、連結部の好ましい変形形態を得ることができず、衝撃吸収効果が低下するおそれがある。
また、上記第２リブにおける上記屈曲点が上記第１リブから離れる方向に突出するように屈曲していない場合や、上記第３リブの上記屈曲点と上記第４リブの上記屈曲点が互いに離れる方向に突出するように屈曲していない場合には、連結部の好ましい変形形態を得ることができず、衝撃吸収効果が低下するおそれがある。
また、上記リブは、先端側端部から屈曲点まで、及び後端側端部から屈曲点までは、曲線状であっても、直線状であってもよい。上記リブが直線状である場合には、曲線状である場合に比べて変形荷重を高く設定することができ、より衝撃吸収効果を得ることができるため、上記リブは直線状であることが好ましい。
また、上記バンパーステイにおいて、上記屈曲点は、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部との間の車両前後方向の最大距離をＹとして、上記Ｓ側接触部から前方への距離がＹ／３〜Ｙ／２の間に位置していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、連結部の変形形態を特に良好なパンタグラフ状とすることができ、より優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
この場合には、連結部の変形形態を特に良好なパンタグラフ状とすることができ、より優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
また、上記屈曲点は、Ｙ／３未満位置、あるいはＹ／２を超える位置に設ける場合には、連結部の好ましい変形形態を得るための基点が得られず、衝撃吸収効果が低下するおそれがある。
また、上記屈曲点は、上記Ｓ側接触部からの車両前後方向距離がすべて同じとなるように一平面上に設けられていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、連結部の変形形態を特に良好なパンタグラフ状とすることができ、より優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
この場合には、連結部の変形形態を特に良好なパンタグラフ状とすることができ、より優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
また、上記屈曲点が、上記Ｓ側接触部からの車両前後方向距離がすべて同じとなるように一平面上に設けられていない場合には、連結部の好ましい変形形態を得るための基点が得られず、衝撃吸収効果が低下するおそれがある。
また、断面形状において、上記第１リブの外側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ１点、上記第１リブの外側面と上記リブ連結板の後端側面の延長線との交点をＢ１点とすると、上記屈曲点を通る平面と上記第１リブとの交点が、上記リブ１において、上記Ａ１点から、直線Ａ１−Ｂ１の長さの８／１０以下の位置となる場合には、上記第１リブに屈曲点を設けることが好ましい（請求項４）。
この場合には、連結部の変形形態をより良好な形態とすることができ、より優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
この場合には、連結部の変形形態をより良好な形態とすることができ、より優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
また、断面形状において、上記第２リブの内側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ２点、上記第３リブの外側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ３点、上記第４リブの内側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ４点とした場合に、上記Ａ１点から上記Ａ２点までの長さ、及び上記Ａ３点から上記Ａ４点までの長さが２０〜１００ｍｍであることが好ましい（請求項５）。
この場合には、車両組立て時にボルト接合が可能であり、ボルト接合することで軽衝突時に当該部位の交換の簡易化を図ることができるという効果を得ることができる。
この場合には、車両組立て時にボルト接合が可能であり、ボルト接合することで軽衝突時に当該部位の交換の簡易化を図ることができるという効果を得ることができる。
上記Ａ１点から上記Ａ２点までの長さ、及び上記Ａ３点から上記Ａ４点までの長さが２０ｍｍ未満である場合には、ボルト接合の場合、ボルトを設置する幅が不足するおそれがある。一方、上記Ａ１点から上記Ａ２点までの長さ、及び上記Ａ３点から上記Ａ４点までの長さが１００ｍｍを超える場合には、車両組立て時の接合スパンが過大となり、さらに一対の接触部の設定が必要となって質量が増加するおそれがある。
また、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの距離は、上記車体メンバーにおける２箇所の上記先端側面同士の間隔と合致することが好ましい（請求項６）。
この場合には、衝突荷重を車体メンバーへ伝播するという効果を得ることができる。
この場合には、衝突荷重を車体メンバーへ伝播するという効果を得ることができる。
上記Ａ２点から上記Ａ３点までの距離が上記車体メンバーの２箇所の上記先端側面同士の間隔未満である場合には、衝突荷重を車体メンバーへの伝播において、車体メンバー側からモーメントが発生することになり、好ましい変形形態を得ることができないおそれがある。一方、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの距離が上記車体メンバーにおける２箇所の上記先端側面同士の間隔を超える場合には、衝撃により車両構造骨格をなす車体メンバーではなく、パネル部分等をバンパーステイより先に変形させてしまうこととなり、十分な衝撃吸収効果を得ることができないおそれがある。また、このことに対処するために、パネル部等を補強するためには多大な質量増となるおそれがある。
また、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部との間の車両前後方向の最大距離Ｙは、４０〜１２０ｍｍであることが好ましい（請求項７）。
この場合には、リブの横倒れがなく、パンタグラフ状変形形態を得ることができる。
この場合には、リブの横倒れがなく、パンタグラフ状変形形態を得ることができる。
上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部との間の車両前後方向の最大距離Ｙが４０ｍｍ未満である場合には、十分な衝撃吸収効果を得ることができないおそれがある。一方、上記最大距離Ｙが１２０ｍｍを超える場合には、リブの横倒れ等が発生するおそれがある。
また、上記Ａ２点から上記第２リブの屈曲点までの長さと上記Ａ３点から上記第３リブの屈曲点までの長さの合計は、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの長さ以下であることが好ましい（請求項８）。
この場合には、リブが倒れた際に、上記第２リブと上記第３リブとが干渉することがなく、良好な衝撃吸収効果を得ることができる。
この場合には、リブが倒れた際に、上記第２リブと上記第３リブとが干渉することがなく、良好な衝撃吸収効果を得ることができる。
上記Ａ２点から上記第２リブの屈曲点までの長さと上記Ａ３点から上記第３リブの屈曲点までの長さの合計が上記Ａ２点から上記Ａ３点までの長さを超える場合には、リブが変形する際に上記第２リブと上記第３リブとが干渉し、リブ全体の好ましい変形形態が得られず、十分な衝撃吸収効果を得ることができないおそれがある。
また、上記第１リブの外側面と直線Ａ１−Ａ２のなす角θ１、上記第２リブの内側面と直線Ａ２−Ａ１のなす角θ２、上記第３リブの外側面と直線Ａ３−Ａ４のなす角θ３、上記第４リブの内側面と直線Ａ４−Ａ３のなす角θ４は、９０°超え１２０°以下であることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記連結部の良好な変形形態を得ることができ、良好な衝撃吸収効果を得ることができる。
この場合には、上記連結部の良好な変形形態を得ることができ、良好な衝撃吸収効果を得ることができる。
上記なす角θ１、上記なす角θ２、上記なす角θ３、及び上記なす角θ４が９０°以下である場合には、リブの塑性変形がパンダグラフ状とならず、十分な衝撃吸収効果を得ることができないおそれがある。一方、上記なす角θ１、上記なす角θ２、上記なす角θ３、及び上記なす角θ４が１２０°を超える場合には、各リブが過度に変形し易くなり、衝撃吸収効果が低下するおそれがある。
また、上記第１Ｒ側接触部と上記第２Ｒ側接触部の先端側面を結ぶ仮想曲線を上記リブ連結板の先端側面形状に沿う形状となるように設けた場合、上記仮想曲線から上記リブ連結板の先端側面までの車両前後方向の距離は、上記第１Ｒ側接触部の厚みをｔ1r、上記第２Ｒ側接触部の厚みをｔ2rとすると、ｔ1r〜２ｔ1rかつｔ2r〜２ｔ2rの範囲内にあることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、レインフォースメントからの入力によるモーメント軽減の効果が得られ、安定した変形形態を得ることができる。
なお、通常は、上記第１Ｒ側接触部と上記第２Ｒ側接触部の先端側面を結ぶ上記仮想曲線が、上記レインフォースメントの後端側面になる。
なお、通常は、上記第１Ｒ側接触部と上記第２Ｒ側接触部の先端側面を結ぶ上記仮想曲線が、上記レインフォースメントの後端側面になる。
上記仮想曲線から上記リブ連結板の先端側面までの車両前後方向の距離がｔ1r、ｔ2rの少なくとも一方よりも小さい場合には、衝撃力が付与された際に、上記レインフォースメントと上記リブ連結板が接触するおそれがあり、リブ全体の好ましい変形形態を得ることができず、モーメント軽減の効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記仮想曲線から上記リブ連結板の先端側面までの車両前後方向の距離が２ｔ1r、２ｔ2rの少なくとも一方を超える場合には、第１リブ及び第４リブが上記Ｒ側接触部との接合点から上記リブ連結板との接合点までの間で変形してしまい、リブ全体の好ましい変形形態が得られず、十分な衝撃吸収効果が得られないおそれがある。
また、上記第１リブ〜第４リブ、及び上記リブ連結板の厚みは、上記第１Ｒ側接触部、第２Ｒ側接触部、第１Ｓ側接触部、及び第２Ｓ側接触部の厚み以下であることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、バンパーレインフォースメントからの入力によりパンタグラフ状変形形態が得られ、十分な衝撃吸収効果を得ることができる。
この場合には、バンパーレインフォースメントからの入力によりパンタグラフ状変形形態が得られ、十分な衝撃吸収効果を得ることができる。
上記第１リブ〜第４リブ、及び上記リブ連結板の厚みが、上記第１Ｒ側接触部、第２Ｒ側接触部、第１Ｓ側接触部、及び第２Ｓ側接触部の厚みを超える場合には、良好なパンタグラフ状変形形態にならないおそれがある。
また、上記連結部を構成する上記第１リブ〜第４リブ、及び上記リブ連結板の厚みは、１．０〜３．０ｍｍであることが好ましい（請求項１２）。
この場合には、上記バンパーステイが十分な強度を有することができ、また、連結部のリブのパンダグラフ状変形が得られ、優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
この場合には、上記バンパーステイが十分な強度を有することができ、また、連結部のリブのパンダグラフ状変形が得られ、優れた衝撃吸収効果を得ることができる。
上記第１リブ〜第４リブ、及び上記リブ連結板の厚みが１．０ｍｍ未満である場合には、押出性が悪く、製品を作製することが難しくなるばかりか、リブが屈曲点以外で座屈するおそれがある。また、溶接接合等によって該バンパーステイを作製する場合は、歪みが発生して良好な形状が得られないおそれがある。一方、上記第１リブ〜第４リブ、及び上記リブ連結板の厚みが３．０ｍｍを超える場合には、バンパーステイの重量が増すため、軽量化の観点から好ましくない。
また、上記第１リブ〜第４リブの厚みは、全て等しくてもよいが、それぞれ異なっていてもよい。
また、上記第１リブ〜第４リブの厚みは、全て等しくてもよいが、それぞれ異なっていてもよい。
また、上記第１Ｒ側接触部、上記第２Ｒ側接触部、上記第１Ｓ側接触部、及び上記第２Ｓ側接触部の厚みは、２．０〜６．０ｍｍであることが好ましい（請求項１３）。
この場合には、上記バンパーステイが十分な強度を有することができる。
この場合には、上記バンパーステイが十分な強度を有することができる。
上記第１Ｒ側接触部、上記第２Ｒ側接触部、上記第１Ｓ側接触部、及び上記第２Ｓ側接触部の厚みが２．０ｍｍ未満である場合には、車両組立て時のボルト締結における締結トルクが不十分となるおそれがある。一方、上記第１Ｒ側接触部、上記第２Ｒ側接触部、上記第１Ｓ側接触部、及び上記第２Ｓ側接触部厚みが６．０ｍｍを超える場合には、バンパーステイの重量が増すため、軽量化の観点から好ましくない。
（実施例１）
本例は、本発明の実施例にかかるバンパーステイについて図１〜図６を用いて説明する。なお、各部の厚み等を考慮すると、各部の接続位置等を必ずしも１点で示すことが妥当でないと考えられるため、説明の都合上、各部の接続部等を丸い破線で囲んだ領域として示した。
本例は、本発明の実施例にかかるバンパーステイについて図１〜図６を用いて説明する。なお、各部の厚み等を考慮すると、各部の接続位置等を必ずしも１点で示すことが妥当でないと考えられるため、説明の都合上、各部の接続部等を丸い破線で囲んだ領域として示した。
図１及び図４に示すように、本例のバンパーステイ１は、車両の車体メンバー８とレインフォースメント７との間に配設される。レインフォースメント７側を先端側、車体メンバー８側を後端側とすると、上記バンパーステイ１は、上記レインフォースメント７の後端側面に接触するＲ側接触部２を有する。また、上記本体部８１と該本体部８１の先端側に車体幅方向に配設された２つのフランジ部８２とからなる車体メンバー８の先端側面に接触するＳ側接触部３と、上記Ｒ側接触部２と上記Ｓ側接触部３とを連結する連結部４とを有する。
上記バンパーステイ１は、材質、質別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａであるアルミニウム合金の押出し材よりなる。
また、上記バンパーステイ１における角部はＲ形状となっている。
上記バンパーステイ１は、材質、質別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａであるアルミニウム合金の押出し材よりなる。
また、上記バンパーステイ１における角部はＲ形状となっている。
上記Ｒ側接触部２は、上記バンパーステイ１の幅方向両端に設けられ、取り付けの際に車体の幅方向外側（以下、外側という）に位置する第１Ｒ側接触部２１と、取り付けの際に車体の幅方向内側（以下、内側という）に位置する第２Ｒ側接触部２２とからなる。
上記Ｓ側接触部３は、上記車体メンバー８の２つのフランジ部８２の先端側面にそれぞれ対応し、外側に位置する第１Ｓ側接触部３１と、内側に位置する第２Ｓ側接触部３２とを有する。
上記連結部４は、車両の略前後方向に延びた４枚のリブ４１と、これらを先端側において連結するリブ連結板４２とからなる。
上記連結部４は、車両の略前後方向に延びた４枚のリブ４１と、これらを先端側において連結するリブ連結板４２とからなる。
上記４枚のリブ４１を、外側から順に第１リブ４３、第２リブ４４、第３リブ４５、第４リブ４６とすると、上記第１リブ４３は、その後端側端部４３２が上記第１Ｓ側接触部３１の外側端部３１１に接続され、先端側端部４３１が上記第１Ｒ側接触部２１の内側端部２１２において上記第１Ｒ側接触部２１となす角度αが略直角となるよう接続され、上記第４リブ４６は、その後端側端部４６２が上記第２Ｓ側接触部３２の内側端部３２２に接続され、先端側端部４６１が上記第２Ｒ側接触部２２の外側端部２２１において上記第２Ｒ側接触部２２となす角度が略直角となるよう接続される。
上記リブ連結板４２の両端は、該リブ連結板４２がレインフォースメントの後端側面と非接触となるように、上記第１リブ４３の該第１リブ４３と上記第１Ｒ側接触部２１との接合点Ｐ１よりも後端側の位置Ｑ１、及び上記第４リブ４６の該第４リブ４６と上記第２Ｒ側接触部２２との接合点Ｐ４よりも後端側の位置Ｑ４に接合される。
上記第２リブ４４は、その後端側端部４４２が上記第１Ｓ側接触部３１の内側端部３１２に接続され、先端側端部４４１は上記リブ連結板４２に接続され、上記第３リブ４５は、その後端側端部４５２が上記第２Ｓ側接触部３２の外側端部３２１に接続され、先端側端部４５１は上記リブ連結板４２に接続される。
上記第２リブ４４、上記第３リブ４５、及び上記第４リブ４６は、途中で屈曲する屈曲点４７を有している。また、上記第２リブ４５における上記屈曲点４７は、上記第１リブ４３から離れる方向に突出するように屈曲し、上記第３リブ４５の屈曲点４７と上記第４リブ４６の上記屈曲点４７は、互いに離れる方向に突出するように屈曲し、上記屈曲点４７は、上記Ｓ側接触部３から、前方への距離Ｘが３０．９ｍｍの位置に、一平面上に設けられている。
上記Ｒ側接触部２と上記Ｓ側接触部３との間の車両前後方向の最大距離Ｙ＝７８．２ｍｍであり、上記屈曲点４７の位置は、上記Ｓ側接触部３から前方への距離がＹ／３〜Ｙ／２の間に位置している。
上記Ｒ側接触部２と上記Ｓ側接触部３との間の車両前後方向の最大距離Ｙ＝７８．２ｍｍであり、上記屈曲点４７の位置は、上記Ｓ側接触部３から前方への距離がＹ／３〜Ｙ／２の間に位置している。
また、断面形状において、上記第１リブ４３の外側面の延長線と上記Ｓ側接触部３の後端側面の延長線との交点をＡ１点、上記第２リブ４４の内側面の延長線と上記Ｓ側接触部３の後端側面の延長線との交点をＡ２点、上記第３リブ４５の外側面の延長線と上記Ｓ側接触部３の後端側面の延長線との交点をＡ３点、上記第４リブ４６の内側面の延長線と上記Ｓ側接触部３の後端側面の延長線との交点をＡ４点とした場合に、上記Ａ１点から上記Ａ２点までの長さＬは５２ｍｍであり、上記Ａ３点から上記Ａ４点までの長さＭは５１ｍｍである。
また、上記Ａ２点から上記第２リブの屈曲点４７までの長さと上記Ａ３点から上記第３リブの屈曲点４７までの長さの合計は６０．１８ｍｍであり、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの長さＮ（＝６２．５ｍｍ）以下である。
また、上記第１リブ４３の外側面と直線Ａ１−Ａ２のなす角θ１は１１３．８°であり、上記第２リブ４４の内側面と直線Ａ２−Ａ１のなす角θ２は９４．７°であり、上記第３リブ４５の外側面と直線Ａ３−Ａ４のなす角θ３は９８．５°であり、上記第４リブ４６の内側面と直線Ａ４−Ａ３のなす角θ４は９６．２°である。
また、上記第２リブの内側面と上記リブ連結板４２の先端側面のなす角θ５は７２．６°であり、上記第３リブの外側面と上記リブ連結板４２の先端側面のなす角θ６は８９．３°である。
また、上記第２リブの内側面と上記リブ連結板４２の先端側面のなす角θ５は７２．６°であり、上記第３リブの外側面と上記リブ連結板４２の先端側面のなす角θ６は８９．３°である。
また、上記連結部４を構成する上記第１リブ４３〜第４リブ４６、及び上記リブ連結板４２の厚みは、全て２ｍｍである。
また、上記第１Ｒ側接触部２１の厚み（ｔ1r）、上記第２Ｒ側接触部２２の厚み（ｔ2r）、上記第１Ｓ側接触部３１の厚み、及び上記第２Ｓ側接触部３２の厚みは、全て４ｍｍである。
また、上記第１Ｒ側接触部２１と上記第２Ｒ側接触部２２の先端側面を結び、上記リブ連結板４２の先端側面形状に沿う形状を有する仮想曲線２３から上記リブ連結板４２の先端側面までの車両前後方向の距離Ｔは、７ｍｍである。
また、上記第１Ｒ側接触部の幅方向の長さＵは３０ｍｍであり、上記第２Ｒ側接触部の幅方向の長さＶは２８ｍｍである。
また、上記第１Ｒ側接触部２１の厚み（ｔ1r）、上記第２Ｒ側接触部２２の厚み（ｔ2r）、上記第１Ｓ側接触部３１の厚み、及び上記第２Ｓ側接触部３２の厚みは、全て４ｍｍである。
また、上記第１Ｒ側接触部２１と上記第２Ｒ側接触部２２の先端側面を結び、上記リブ連結板４２の先端側面形状に沿う形状を有する仮想曲線２３から上記リブ連結板４２の先端側面までの車両前後方向の距離Ｔは、７ｍｍである。
また、上記第１Ｒ側接触部の幅方向の長さＵは３０ｍｍであり、上記第２Ｒ側接触部の幅方向の長さＶは２８ｍｍである。
本例では、バンパーステイ１の衝撃吸収効果の評価を行った。
図２に示すように、長手方向に沿って内Ｒ＝３０００ｍｍに曲げた剛体５（レインフォースメントと同形状）を、上記バンパーステイ１及び、バンパーステイ１を下方向で支持する支持台６を用いてスパンＳ＝８００ｍｍで支持した。上記支持台６は、本体部６１と該本体部６１の上端に幅方向に配設された２つのフランジ部６２からなる。上記剛体５の外Ｒ側から剛体５を介して荷重Ｆを負荷する負荷試験を行った。なお、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの距離は、上記支持台６の２箇所の先端側面同士（フランジ部６２同士）の間隔Ｈと合致する。
荷重は、試験機のロードセルにより連続測定した。
上記バンパーステイ１の上記剛体５の荷重負荷位置において、荷重Ｆの反対面の部分Ｇに変位計を取り付けて、変位を連続測定した。
図２に示すように、長手方向に沿って内Ｒ＝３０００ｍｍに曲げた剛体５（レインフォースメントと同形状）を、上記バンパーステイ１及び、バンパーステイ１を下方向で支持する支持台６を用いてスパンＳ＝８００ｍｍで支持した。上記支持台６は、本体部６１と該本体部６１の上端に幅方向に配設された２つのフランジ部６２からなる。上記剛体５の外Ｒ側から剛体５を介して荷重Ｆを負荷する負荷試験を行った。なお、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの距離は、上記支持台６の２箇所の先端側面同士（フランジ部６２同士）の間隔Ｈと合致する。
荷重は、試験機のロードセルにより連続測定した。
上記バンパーステイ１の上記剛体５の荷重負荷位置において、荷重Ｆの反対面の部分Ｇに変位計を取り付けて、変位を連続測定した。
また、比較のために、図６に示す、一般的なバンパーステイ９についても、同様の試験を行った。
上記バンパーステイ９は、図６に示すように、レインフォースメント側に面するＲ側接触部９１と、車体メンバー側に面するＳ側接触部９２と、上記Ｒ側接触部９１と上記Ｓ側接触部９２とを結合する複数のリブ９３とからなる構造を有している。上記Ｒ側接触部９１は、離隔した第１Ｒ側接触部９１１、第２Ｒ側接触部９１２、及び第３Ｒ側接触部９１３からなり、上記Ｓ側接触部９２は、離隔した第１Ｓ側接触部９２１、及び第２Ｓ側接触部９２２からなり、上記リブ９３は４枚のリブ（９３１〜９３４）からなる。また、上記リブ９３と上記Ｒ側接触部９１、上記リブ９３と上記Ｓ側接触部９２との結合部は、Ｒ形状となっている。
上記バンパーステイ９は、図６に示すように、レインフォースメント側に面するＲ側接触部９１と、車体メンバー側に面するＳ側接触部９２と、上記Ｒ側接触部９１と上記Ｓ側接触部９２とを結合する複数のリブ９３とからなる構造を有している。上記Ｒ側接触部９１は、離隔した第１Ｒ側接触部９１１、第２Ｒ側接触部９１２、及び第３Ｒ側接触部９１３からなり、上記Ｓ側接触部９２は、離隔した第１Ｓ側接触部９２１、及び第２Ｓ側接触部９２２からなり、上記リブ９３は４枚のリブ（９３１〜９３４）からなる。また、上記リブ９３と上記Ｒ側接触部９１、上記リブ９３と上記Ｓ側接触部９２との結合部は、Ｒ形状となっている。
また、上記バンパーステイ９は、一枚の鋼材をプレス成形して作製されている。そして、上記鋼材の厚みは２ｍｍである。上記バンパーステイ９は、全体で、幅方向は２４３．４ｍｍであり、車両の長さ方向は７６ｍｍである。
上記バンパーステイ９は、第１Ｒ側接触部９１１は幅方向に３２ｍｍ、第２Ｒ側接触部９１２は幅方向に５３．７ｍｍであり、第３Ｒ側接触部９１３は幅方向に３２ｍｍである。また、第１Ｓ側接触部９２１は幅方向に５２ｍｍ、第２Ｓ側接触部９２２は幅方向に５１ｍｍである。また、図６における角度θ７は１０６．７°角度θ８は９４．７°、角度θ９は９８．５°、角度θ１０は９６．２°である。
上記バンパーステイ９は、第１Ｒ側接触部９１１は幅方向に３２ｍｍ、第２Ｒ側接触部９１２は幅方向に５３．７ｍｍであり、第３Ｒ側接触部９１３は幅方向に３２ｍｍである。また、第１Ｓ側接触部９２１は幅方向に５２ｍｍ、第２Ｓ側接触部９２２は幅方向に５１ｍｍである。また、図６における角度θ７は１０６．７°角度θ８は９４．７°、角度θ９は９８．５°、角度θ１０は９６．２°である。
そして、上記負荷試験の結果を図３に示す。図３は、横軸に変位（ｍｍ）、縦軸に荷重（ｋＮ）をとった。また、図３において、実線Ｅは本例のバンパーステイ１の結果を示し、破線Ｃは比較例としてのバンパーステイ９の結果を示す。
図３より、本例のバンパーステイ１は、比較例としてのバンパーステイ９と比較すると、同一荷重では、変位を小さくすることができる。一方、同一変位では、高荷重に耐えることができる。つまり、本例のバンパーステイ１は、比較例としてのバンパーステイ９よりも衝撃吸収効果が高い。また、本例のバンパーステイ１は、荷重立ち上がりが早く、また、変形荷重を制御しているため、高平均荷重化できることが分かる。
このように、本例によれば、優れた衝撃吸収効果を得ることができるバンパーステイを提供できることがわかる。
なお、図４には、車両の車体メンバー８とレインフォースメント７との間に配設される、バンパーステイの取り付け状態を展開図として示す。同図に示すごとく、バンパーステイ１を、本体部８１と該本体部８１の先端側に車体幅方向に配設された２つのフランジ部８２とからなる車両の車体メンバー８のフランジ部８２の先端面に固定し、バンパーステイ１を介して、横方向に延在するレインフォースメント７を車体に取り付ける。
また、図５には、バンパーステイが衝撃を受けた際の変形形態を示す。図５（ａ）には、衝撃を受ける前の取り付状態を示す。バンパー装置に対して所定以上の衝撃力が作用した際には、図５（ｂ）に示すように、バンパーステイ１の全てのリブ４１（リブ４３〜リブ４６）が変形してパンタグラフ状となり衝撃を吸収する。
（実験例１）
実施例１におけるバンバーステイ１の形状を変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同様に、材質、識別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａであるアルミニウム合金の押出し材を用いて、上記距離Ｘが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、距離Ｘを、それぞれＹ／１．５、Ｙ／２、Ｙ／３、Ｙ／４にした。θ１〜θ４は、それぞれの場合に合わせて変化させた。その他の寸法は、実施例１と同じである。
なお、Ｙ／３、Ｙ／４のサンプルには、第１リブ４３にも屈曲点４７を設けた。これは、屈曲点４７を通る平面と第１リブ４３との交点が、Ａ１点から、直線Ａ１−Ｂ１の長さの８／１０以下の位置となる場合だからである。
実施例１におけるバンバーステイ１の形状を変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同様に、材質、識別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａであるアルミニウム合金の押出し材を用いて、上記距離Ｘが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、距離Ｘを、それぞれＹ／１．５、Ｙ／２、Ｙ／３、Ｙ／４にした。θ１〜θ４は、それぞれの場合に合わせて変化させた。その他の寸法は、実施例１と同じである。
なお、Ｙ／３、Ｙ／４のサンプルには、第１リブ４３にも屈曲点４７を設けた。これは、屈曲点４７を通る平面と第１リブ４３との交点が、Ａ１点から、直線Ａ１−Ｂ１の長さの８／１０以下の位置となる場合だからである。
図２１に示すごとく、各サンプルのＳ側接触部３を支持台６で支持し、負荷治具として負荷部がレインフォースメント７と同形状の剛体５を介して負荷を加える圧縮試験を行った。そして、図２１の位置Ｊにおいて変位を測定した。
荷重が６００〜７５０Ｎ／ｍｍの範囲であり、２０ｍｍ以上変位するものが衝撃吸収性に優れたサンプルである。
荷重が６００〜７５０Ｎ／ｍｍの範囲であり、２０ｍｍ以上変位するものが衝撃吸収性に優れたサンプルである。
測定結果を図７に示す。同図に示すごとく、距離ＸがＹ／１．５とＹ／４のサンプルは、変位が２０ｍｍ未満で、変形したリブ同士が干渉したため変形が止まり、荷重が増加する傾向を示した。これに対して、距離ＸがＹ／２とＹ／３のサンプルは、荷重が好ましい範囲内に収まり、２０ｍｍ以上変位した。
Ｘ＝Ｙ／２のサンプルの変形前の断面形状を図８（Ａ）に示す。また、同サンプルの変形後（変位１０ｍｍ）の断面形状を図８（Ｂ）に示す。同図に示すごとく、このサンプルは、リブ４３〜４６が横倒れすることなく、良好に屈曲している。
以上のことから、距離ＸがＹ／２とＹ／３のサンプルの方が、Ｙ／１．５とＹ／４のサンプルより衝撃吸収性能に優れていることが分かる。したがって、バンパーステイ１を製造する際には、距離ＸをＹ／３〜Ｙ／２の範囲内にすることが好ましいと考えられる。
（実験例２）
実施例１におけるバンパーステイ１の上記距離Ｙを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、距離Ｙが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、それぞれＹ＝３０、５０、１１５、１２５ｍｍにした。各サンプルの幅方向寸法および肉厚は実施例１と同じである。また、Ｙ／Ｘも実施例１と同じ値にした。Ｙの変更に伴って、θ１〜θ４は変化させた。
実施例１におけるバンパーステイ１の上記距離Ｙを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、距離Ｙが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、それぞれＹ＝３０、５０、１１５、１２５ｍｍにした。各サンプルの幅方向寸法および肉厚は実施例１と同じである。また、Ｙ／Ｘも実施例１と同じ値にした。Ｙの変更に伴って、θ１〜θ４は変化させた。
実験例１と同じ条件で各サンプルに負荷を加え、変位を測定した。また、実験例１と同様に、荷重が６００〜７５０Ｎ／ｍｍの範囲であり、２０ｍｍ以上変位するものが衝撃吸収効果に優れたサンプルであるとして評価した。
測定結果を図９に示す。また、Ｙ＝３０ｍｍのサンプルの変形前後の断面図を図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示し、Ｙ＝１２５ｍｍの変形前後の断面図を図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す。
図９、図１０に示すごとく、Ｙ＝３０ｍｍのサンプルは、Ｙが小さいため、リブが潰れて干渉し、荷重が直線的に増加した。また、他のサンプルに比べて、大きな荷重を加えないと変形しなかった。
一方、Ｙ＝５０、１１５ｍｍのサンプルは、荷重が好ましい範囲内に収まった。
また、図１１に示すごとく、Ｙ＝１２５ｍｍのサンプルは、Ｙが大きすぎるため、リブの横倒れが発生した。このサンプルは、図９に示すごとく、Ｙ＝５０、１１５ｍｍのサンプルよりも小さな荷重で変形した。
以上のことから、Ｙ＝５０、１１５ｍｍのサンプルは、他のサンプルよりも衝撃吸収性能に優れていることが分かる。また、上記実験から、バンパーステイ１を製造する際には、Ｙを４０〜１２０ｍｍにすることが好ましいと考えられる。
図９、図１０に示すごとく、Ｙ＝３０ｍｍのサンプルは、Ｙが小さいため、リブが潰れて干渉し、荷重が直線的に増加した。また、他のサンプルに比べて、大きな荷重を加えないと変形しなかった。
一方、Ｙ＝５０、１１５ｍｍのサンプルは、荷重が好ましい範囲内に収まった。
また、図１１に示すごとく、Ｙ＝１２５ｍｍのサンプルは、Ｙが大きすぎるため、リブの横倒れが発生した。このサンプルは、図９に示すごとく、Ｙ＝５０、１１５ｍｍのサンプルよりも小さな荷重で変形した。
以上のことから、Ｙ＝５０、１１５ｍｍのサンプルは、他のサンプルよりも衝撃吸収性能に優れていることが分かる。また、上記実験から、バンパーステイ１を製造する際には、Ｙを４０〜１２０ｍｍにすることが好ましいと考えられる。
（実験例３）
実施例１におけるバンパーステイ１のリブ角度θ２〜θ４を変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、以下の２種類のサンプルを作成した。
サンプルＡ：θ３、θ４＝９４．７°、θ２＝１００°
サンプルＢ：θ４＝９０°、θ２、θ３＝８５°
サンプルＡ、Ｂともに、上記以外の寸法は実施例１と同じである。
実施例１におけるバンパーステイ１のリブ角度θ２〜θ４を変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、以下の２種類のサンプルを作成した。
サンプルＡ：θ３、θ４＝９４．７°、θ２＝１００°
サンプルＢ：θ４＝９０°、θ２、θ３＝８５°
サンプルＡ、Ｂともに、上記以外の寸法は実施例１と同じである。
実験例１と同じ条件で各サンプルに負荷を加え、変位を測定した。また、実験例１と同様に、荷重が６００〜７５０Ｎ／ｍｍの範囲であり、２０ｍｍ以上変位するものが衝撃吸収効果に優れたサンプルであるとして評価した。
測定結果を図１２に示す。また、サンプルＡの変形後の断面形状を図１３に示し、サンプルＢの変形後の断面形状を図１４に示す。
図１２に示すごとく、サンプルＡ、Ｂともに、荷重は好ましい範囲内に収まったが、両者の変形状態が異なった。すなわち、図１３に示すごとく、サンプルＡは屈曲点４７を基点としてリブが良好な形状で変形した。これに対してサンプルＢは、図１４に示すごとく、第３リブ４５が横倒れし、第２リブ４４が屈曲点４７で第１リブ４３側に変形し、全体として不安定な形状で変形することが分かった。
以上のことから、全てのリブ角度θ１〜θ４が９０°超え１２０°以下であるサンプルＡは、全てのリブ角度θ１〜θ４がこの範囲から外れるサンプルＢよりも衝撃吸収効果に優れていることが分かる。
図１２に示すごとく、サンプルＡ、Ｂともに、荷重は好ましい範囲内に収まったが、両者の変形状態が異なった。すなわち、図１３に示すごとく、サンプルＡは屈曲点４７を基点としてリブが良好な形状で変形した。これに対してサンプルＢは、図１４に示すごとく、第３リブ４５が横倒れし、第２リブ４４が屈曲点４７で第１リブ４３側に変形し、全体として不安定な形状で変形することが分かった。
以上のことから、全てのリブ角度θ１〜θ４が９０°超え１２０°以下であるサンプルＡは、全てのリブ角度θ１〜θ４がこの範囲から外れるサンプルＢよりも衝撃吸収効果に優れていることが分かる。
（実験例４）
実施例１におけるバンパーステイ１の上記Ｔを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、Ｔが異なる３種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、Ｒ側接触部２の厚さを、それぞれｔ＝３ｍｍとし、Ｔを、それぞれ５、７、１０ｍｍにした。上記以外の寸法は実施例１と同じにした。
実施例１におけるバンパーステイ１の上記Ｔを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、Ｔが異なる３種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、Ｒ側接触部２の厚さを、それぞれｔ＝３ｍｍとし、Ｔを、それぞれ５、７、１０ｍｍにした。上記以外の寸法は実施例１と同じにした。
実験例１と同じ条件で各サンプルに負荷を加え、変位を測定した。また、実験例１と同様に、荷重が６００〜７５０Ｎ／ｍｍの範囲であり、２０ｍｍ以上変位するものが衝撃吸収効果に優れたサンプルであるとして評価した。
測定結果を図１５に示す。また、Ｔ＝５ｍｍの変形後の断面図を図１６に示し、Ｔ＝１０ｍｍの変形後の断面図を図１７に示す。
Ｔ＝５ｍｍのサンプルは、図１５に示すごとく、好ましい荷重範囲に収まった。さらに、図１６に示すごとく、第４リブ４６の第２Ｒ側接触部２２とリブ連結板間が変形せず、また、リブ連結板４２もほとんど変形せず、好ましい変形形状となることが分かった。
一方、Ｔ＝７、１０ｍｍのサンプルは、図１５に示すごとく、荷重はＴ＝５ｍｍのサンプルと比べてやや高くなっただけであるが、Ｔが２ｔを超えるため、図１７に示すごとく、第４リブ４６が第２Ｒ側接触部２２の方向に倒れるように変形し、また、リブ連結板４２が第４リブ４６との接合点近傍で大きく変形した。
以上のことから、Ｔ＝５ｍｍのサンプルは、その他のサンプルよりも衝撃吸収効果に優れていることが分かる。また、バンパーステイ１を製造する際には、上記実験から、Ｔをｔ1r〜２ｔ1rかつｔ2r〜２ｔ2rの範囲内にすることが好ましいと考えられる。
Ｔ＝５ｍｍのサンプルは、図１５に示すごとく、好ましい荷重範囲に収まった。さらに、図１６に示すごとく、第４リブ４６の第２Ｒ側接触部２２とリブ連結板間が変形せず、また、リブ連結板４２もほとんど変形せず、好ましい変形形状となることが分かった。
一方、Ｔ＝７、１０ｍｍのサンプルは、図１５に示すごとく、荷重はＴ＝５ｍｍのサンプルと比べてやや高くなっただけであるが、Ｔが２ｔを超えるため、図１７に示すごとく、第４リブ４６が第２Ｒ側接触部２２の方向に倒れるように変形し、また、リブ連結板４２が第４リブ４６との接合点近傍で大きく変形した。
以上のことから、Ｔ＝５ｍｍのサンプルは、その他のサンプルよりも衝撃吸収効果に優れていることが分かる。また、バンパーステイ１を製造する際には、上記実験から、Ｔをｔ1r〜２ｔ1rかつｔ2r〜２ｔ2rの範囲内にすることが好ましいと考えられる。
（実験例５）
実施例１における、バンパーステイ１のリブ４３〜４６及びリブ連結板４２の厚さｔを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、上記ｔが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、それぞれｔ＝１、２、３、４ｍｍにした。また、接触部２の厚さは３ｍｍとした。その他の寸法は実施例１と同じにした。
実施例１における、バンパーステイ１のリブ４３〜４６及びリブ連結板４２の厚さｔを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、上記ｔが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、それぞれｔ＝１、２、３、４ｍｍにした。また、接触部２の厚さは３ｍｍとした。その他の寸法は実施例１と同じにした。
実験例１と同じ条件で各サンプルに負荷を加え、変位を測定した。また、実験例１と同様に、荷重が６００〜７５０Ｎ／ｍｍの範囲であり、２０ｍｍ以上変位するものが衝撃吸収効果に優れたサンプルであるとして評価した。
測定結果を図１８に示す。また、ｔ＝３ｍｍの変形前後の断面図を図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）に示す。
図１８に示すごとく、ｔ＝４ｍｍのサンプルは、大きな荷重を加えなければ変位しなかった。これに対してｔ＝１、２、３ｍｍのサンプルは、好ましい荷重範囲に収まった。
また、図１９に示すごとく、ｔ＝３ｍｍのサンプルは、リブの変形形状が良好である。
以上のことから、ｔ＝１、２、３ｍｍのサンプルは、ｔ＝４ｍｍよりも衝撃吸収効果に優れていることが分かる。また、上記実験から、バンパーステイ１を製造する際には、リブ４３〜４６及びリブ連結板４２の厚さｔを１．０〜３．０ｍｍにすることが好ましいと考えられる。
図１８に示すごとく、ｔ＝４ｍｍのサンプルは、大きな荷重を加えなければ変位しなかった。これに対してｔ＝１、２、３ｍｍのサンプルは、好ましい荷重範囲に収まった。
また、図１９に示すごとく、ｔ＝３ｍｍのサンプルは、リブの変形形状が良好である。
以上のことから、ｔ＝１、２、３ｍｍのサンプルは、ｔ＝４ｍｍよりも衝撃吸収効果に優れていることが分かる。また、上記実験から、バンパーステイ１を製造する際には、リブ４３〜４６及びリブ連結板４２の厚さｔを１．０〜３．０ｍｍにすることが好ましいと考えられる。
（実験例６）
実施例１における、バンパーステイ１のＲ側接触部２の厚さｔ１ｒ及びｔ２ｒを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、上記ｔ１ｒ及びｔ２ｒが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、ｔ１ｒ及びｔ２ｒを、それぞれ１、２、３、６、７ｍｍにした。その他の寸法は実施例１と同じにした。
実施例１における、バンパーステイ１のＲ側接触部２の厚さｔ１ｒ及びｔ２ｒを変更したサンプルを作成し、衝撃吸収効果の評価を行った。
実施例１と同じ材料を用いて、上記ｔ１ｒ及びｔ２ｒが異なる４種類のサンプルを作成した。各々のサンプルは、ｔ１ｒ及びｔ２ｒを、それぞれ１、２、３、６、７ｍｍにした。その他の寸法は実施例１と同じにした。
実験例１と同じ条件で各サンプルに負荷を加え、変位を測定した。また、実験例１と同様に、荷重が６００〜７５０Ｎ／ｍｍの範囲であり、２０ｍｍ以上変位するものが衝撃吸収効果に優れたサンプルであるとして評価した。
測定結果を図２０に示す。同図に示すごとく、ｔ１ｒ及びｔ２ｒが２、３、６ｍｍのサンプルは、好ましい荷重範囲に収まった。
一方、ｔ１ｒ及びｔ２ｒが１ｍｍのサンプルは、十分な荷重が加わる前に変形してしまった。
また、ｔ１ｒ及びｔ２ｒが７ｍｍのサンプルは、大きな荷重を加えなければ変形しなかった。
一方、ｔ１ｒ及びｔ２ｒが１ｍｍのサンプルは、十分な荷重が加わる前に変形してしまった。
また、ｔ１ｒ及びｔ２ｒが７ｍｍのサンプルは、大きな荷重を加えなければ変形しなかった。
以上のことから、ｔ１ｒ及びｔ２ｒが２、３、６ｍｍのサンプルは、他のサンプルと比較して衝撃吸収効果に優れていることが分かる。また、上記実験から、バンパーステイ１を製造する際には、ｔ１ｒ及びｔ２ｒを２．０〜６．０ｍｍにすることが好ましいと考えられる。
１ バンパーステイ
２ Ｒ側接触部
２１ 第１Ｒ側接触部
２２ 第２Ｒ側接触部
３ Ｓ側接触部
３１ 第１Ｓ側接触部
３２ 第２Ｓ側接触部
４ 連結部
４１ リブ
４２ リブ連結板
２ Ｒ側接触部
２１ 第１Ｒ側接触部
２２ 第２Ｒ側接触部
３ Ｓ側接触部
３１ 第１Ｓ側接触部
３２ 第２Ｓ側接触部
４ 連結部
４１ リブ
４２ リブ連結板
Claims (13)
- 車両の車体メンバーとレインフォースメントとの間に配設されるバンパーステイであって、
上記レインフォースメント側を先端側、上記車体メンバー側を後端側とすると、上記バンパーステイは、上記レインフォースメントの後端側面に接触するレインフォースメント側接触部（以下、Ｒ側接触部という）と、上記車体メンバーの先端側面に接触する車体メンバー側接触部（以下、Ｓ側接触部という）と、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部とを連結する連結部とを有し、
上記Ｒ側接触部は、上記バンパーステイの幅方向両端に設けられ、取り付けの際に上記車体の幅方向外側（以下、外側という）に位置する第１Ｒ側接触部と、取り付けの際に上記車体の幅方向内側（以下、内側という）に位置する第２Ｒ側接触部とからなり、
上記Ｓ側接触部は、上記車体メンバーが有する２箇所の上記先端側面にそれぞれ対応し、外側に位置する第１Ｓ側接触部と、内側に位置する第２Ｓ側接触部とを有し、
上記連結部は、車両の略前後方向に延びた４枚のリブと、これらを先端側において連結するリブ連結板とからなり、
上記４枚のリブを、外側から順に第１リブ、第２リブ、第３リブ、第４リブとすると、
上記第１リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記第１Ｒ側接触部の内側端部において上記第１Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続され、
上記第４リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記第２Ｒ側接触部の外側端部において上記第２Ｒ側接触部となす角度が略直角となるよう接続され、
上記リブ連結板の両端は、該リブ連結板がレインフォースメントの後端側面と非接触となるように、上記第１リブの該第１リブと上記第１Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置、及び上記第４リブの該第４リブと上記第２Ｒ側接触部との接合点よりも後端側の位置に接合され、
上記第２リブは、その後端側端部が上記第１Ｓ側接触部の内側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続され、
上記第３リブは、その後端側端部が上記第２Ｓ側接触部の外側端部に接続され、先端側端部が上記リブ連結板に接続され、
少なくとも上記第２リブ、上記第３リブ、及び上記第４リブは、途中で屈曲する屈曲点を有し、上記第２リブにおける上記屈曲点は、上記第１リブから離れる方向に突出するように屈曲し、上記第３リブの上記屈曲点と上記第４リブの上記屈曲点は、互いに離れる方向に突出するように屈曲していることを特徴とするバンパーステイ。 - 請求項１において、上記屈曲点は、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部との間の車両前後方向の最大距離をＹとして、上記Ｓ側接触部から前方への距離がＹ／３〜Ｙ／２の間に位置していることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１又は２において、上記屈曲点は、上記Ｓ側接触部からの車両前後方向距離がすべて同じとなるように一平面上に設けられていることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項３において、断面形状において、上記第１リブの外側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ１点、上記第１リブの外側面と上記リブ連結板の後端側面の延長線との交点をＢ１点とすると、上記屈曲点を通る平面と上記第１リブとの交点が、上記リブ１において、上記Ａ１点から、直線Ａ１−Ｂ１の長さの８／１０以下の位置となる場合には、上記第１リブに屈曲点を設けることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１〜４のいずれか１項において、断面形状において、上記第２リブの内側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ２点、上記第３リブの外側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ３点、上記第４リブの内側面の延長線と上記Ｓ側接触部の後端側面の延長線との交点をＡ４点とした場合に、上記Ａ１点から上記Ａ２点までの長さ、及び上記Ａ３点から上記Ａ４点までの長さが２０〜１００ｍｍであることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１〜５のいずれか１項において、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの距離は、上記車体メンバーにおける２箇所の上記先端側面同士の間隔と合致することを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１〜６のいずれか１項において、上記Ｒ側接触部と上記Ｓ側接触部との間の車両前後方向の最大距離Ｙは、４０〜１２０ｍｍであることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１〜７のいずれか１項において、上記Ａ２点から上記第２リブの屈曲点までの長さと上記Ａ３点から上記第３リブの屈曲点までの長さの合計は、上記Ａ２点から上記Ａ３点までの長さ以下であることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１〜８のいずれか１項において、上記第１リブの外側面と直線Ａ１−Ａ２のなす角θ１、上記第２リブの内側面と直線Ａ２−Ａ１のなす角θ２、上記第３リブの外側面と直線Ａ３−Ａ４のなす角θ３、上記第４リブの内側面と直線Ａ４−Ａ３のなす角θ４は、９０°超え１２０°以下であることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１〜９のいずれか１項において、上記第１Ｒ側接触部と上記第２Ｒ側接触部の先端側面を結ぶ仮想曲線を上記リブ連結板の先端側面形状に沿う形状となるように設けた場合、上記仮想曲線から上記リブ連結板の先端側面までの車両前後方向の距離は、上記第１Ｒ側接触部の厚みをｔ1r、上記第２Ｒ側接触部の厚みをｔ2rとすると、ｔ1r〜２ｔ1rかつｔ2r〜２ｔ2rの範囲内にあることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１〜１０のいずれか１項において、上記第１リブ〜第４リブ、及び上記リブ連結板の厚みは、上記第１Ｒ側接触部、第２Ｒ側接触部、第１Ｓ側接触部、及び第２Ｓ側接触部の厚み以下であることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１１において、上記連結部を構成する上記第１リブ〜第４リブ、及び上記リブ連結板の厚みは、１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とするバンパーステイ。
- 請求項１１又は１２において、上記第１Ｒ側接触部、上記第２Ｒ側接触部、上記第１Ｓ側接触部、及び上記第２Ｓ側接触部の厚みは、２．０〜６．０ｍｍであることを特徴とするバンパーステイ。
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